Влияние ускоренного охлаждения после термомеханической обработки на структурообразование и свойства сталей для труб большого диаметра

• Автор: Матросов, Максим Юрьевич
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 195 с. : ил.

1.1 Требования к сталям для газопроводных труб большого диаметра

1.2 Состояние разработки современных трубных сталей

1.3 Общие представления о термомеханической прокатке толстых

листов из сталей для газопроводных труб большого диаметра

1.4 Металловедческие основы термомеханической прокатки с ускоренным охлаждением

1.4.1. Механизмы упрочнения в низколегированных сталях

1.4.2 Рост зерна аустенита при нагреве перед прокаткой

1.4.3 Рекристаллизация горячедеформированного аустенита

1.4.4 Превращение аустенита при непрерывном охлаждении

1.5. Применение ускоренного охлаждения листового проката в про

цессе ТМСР для улучшения структуры и повышения свойств трубных сталей

1.5.1. Схемы ускоренного охлаждения
1.5.2 Влияние ускоренного охлаждения на структуру трубных сталей
1.5.3 Влияние параметров процесса ускоренного охлаждения на
структуру и свойства сталей
1.6 Установки ускоренного охлаждения
Выводы по главе I
Глава И. Материал и методы исследования
2.1 Химический состав исследуемых сталей, выплавка и термомеханическая обработка листового проката
2.2 Методика исследования
2.2.1 Исследование механических свойств
2.2.2 Методы исследования микроструктуры
2.2.3 Методика изучения структурных превращений аустенита
2.2.4 Изучение влияния параметров ускоренного охлаждения на структуру и свойства стали типа Г2ФБ путем имитации режимов контролируемой прокатки и ускоренного охлаждения. Имитация охлаждения толстого листа
2.2.5 Исследование микроструктуры дилатометрических образцов
2.2.6 Исследование свариваемости
2.2.7 Испытания на стойкость против водородного растрескивания
в.р.
2.2.8 Испытания на стойкость против сероводородного растрескивания под напряжением с.р.н.
Глава III. Изучение влияния ускоренного охлаждения после контролируемой прокатки на структурные превращения в низколегированных трубных сталях
3.1 Построение термокинетических диаграмм распада горячеде
формированного аустенита исследуемых сталей
3.2 Изучение влияния температуры прерывания ускоренного охла
ждения после контролируемой прокатки на микроструктуру и прочность стали типа Г2ФБ
3.3 Изучение влияния температур конца деформации и начала ус
коренного охлаждения на структуру и свойства стали типа Г2ФБ
3.4 Исследование влияния изменения условий охлаждения по се
чению толстого листа мм при ускоренном охлаждении на структуру и свойства низколегированных сталей с различным химическим составом
Глава IV. Исследование микроструктуры и выделения карбонитридных фаз в микролегированной ниобием трубной стали после различных режимов контролируемой прокатки с ускоренным охлаждением
Выводы по главе IV
Глава V. Установление зависимостей между параметрами деформации и последующего ускоренного охлаждения в условиях стана ОАО Северсталь и механическими свойствами сталей различных систем легирования
5.1 Исследование влияния ускоренного охлаждения в УКО стана
на механические свойства стали СтЗсп
5.2 Исследование влияния параметров процесса контролируемой прокатки с ускоренным охлаждением на механические свойства проката из стали марки Х
5.3 Влияние параметров технологии ускоренного охлаждении на механические свойства и микроструктуру листового проката из стали класса прочности КК толщиной от до мм, изготовленного на стане ОАО Северсталь
5.4 Исследование хладостойкости при испытании падающим грузом ИПГ проката изготовленного по технологии контролируемой прокатки с ускоренным охлаждением
Выводы по главе V
Глава VI. Опробование и освоение на стане ОАО Северсталь промышленного производства толстых листов для труб большого диаметра с применением ускоренного охлаждения
6.1 Листовая сталь для изготовления кондукторных труб диаметром 2 мм с толщиной стенки .1 мм класса прочности Х по спецификации I 5 с особыми требованиями к хладостойкости
6.2 Разработка химического состава стали и технологии производства проката для труб нефтепровода ВОСТОЧНАЯ СИБИРЬ ТИХИЙ ОКЕАН ВСТО класса прочности К на давление
до МПа и сейсмичностью более 8 баллов
Выводы по главе VI
Общие выводы
Список использованной литературы


К числу разрушений, происходящих под влиянием внешних воздействий, следует отнести коррозионные и стресскоррозионные разрушения, растрескивание под воздействием кислой среды, образующейся при транспортировке ЬЬВССсодержащего природного газа 3,4. Условия транспортировки газа и постоянно ужесточающиеся требования к обеспечению экологической безопасности при эксплуатации магистральных газопроводов стимулируют строительство трубопроводов, рассчитанных на рабочее давление газа до МПа и обладающих высокой эксплуатационной надежностью 5. Огромная энергия транспортируемого газа, сложные условия строительства, необходимость обеспечения надежной и безопасной эксплуатации газопроводов предъявляют высокие требования к качеству труб и прокату для их изготовления 6. ОАО Газпром. В мировой практике документами, в которых содержатся требования к трубам большого диаметра, являются стандарт АР1 5Ь, разработанный американским институтом нефти и газа 8, стандарт ЕМ 9 и стандарт 0 . Прочностной ряд согласно требованиям СНиП 2 распространяется на категории прочности от К до К зарубежные стандарты охватывают категории прочности от Х до Х. Вышла новая редакция стандарта 0 , в которой присутствуют классы прочности ХХ0. В работе рассмотрены события, оказавшие существенное влияние на развитие требований к трубным сталям за последние лет. СевероАмериканского газопровода на протяжении км, послужившее основанием для введения требования по доле вязкой составляющей в изломе образцов ЭТТ ИПГ. Шарпи КСУ. Аляске и севере Канады из стали категории прочности Х ат 1 МПа с гарантированной ударной вязкостью при С. Персидском заливе, транспортировавшего НгЗсодержащий газ и введение испытания на стойкость к водородному растрескиванию Н1С согласно стандарту МАСЕ ТМ . Австралии и Канаде, введение более жесткого металлургического контроля и нанесение усовершенствованного наружного покрытия. ОманИндия и по дну Черного моря. X0. В работах 5, отмечено, что разработка требований к металлу труб строится с учетом многогранности концепции надежности магистральных нефтегазопроводов. При этом должна учитываться стабильность структурного состояния металла в процессе длительной эксплуатации. Перечень требований к металлу современных труб включает следующие показатели, варьируемые в зависимости от параметров, назначения и степени ответственности газопроводов временное сопротивление предел текучести относительное удлинение твердость НУ ударная вязкость на образцах с острыми Шарпи и круглыми Менаже надрезами доля вязкой составляющей в изломе образцов ИПГ 0ПГТ доля вязкой составляющей в изломе образцов Шарпи стойкость к водородному растрескиванию Н1С стойкость к сероводородному растрескиванию под напряжением вБСС величина зерна балл полосчатости микроструктуры балл сегрегационной неоднородности загрязненность неметаллическими включениями содержание серы, фосфора и азота величина углеродного эквивалента СЕ и параметра трещиностойкости при сварке РСМ величина критического раскрытия трещины СТСЮ сплошность, выявляемая УЗК. С увеличением характеристик и усложнением условий эксплуатации трубопроводов значения перечисленных выше характеристик возрастают, и для их достижения требуется разработка все более совершенных методов металлургической обработки. В табл. К и К. Таблица 1. Примечание 1 0,9 2 а от о на поперечных образцах. Основным международным документом, регламентирующим все аспекты проектирования, строительства и эксплуатации подводных трубопроводов является стандарт Vi V 1 i ii . Особенностью подводных газопроводов, прокладываемых на больших глубинах, является повышенная толщина стенки труб, что в значительной степени усложняет задачу достижения заданного комплекса механических свойств листового проката при термомеханической обработке существующими методами табл. Таблица 1. Нмм2 3, мм2 Т 0,5 x4 Твердость V x осн. Примечание минимальный предел текучести по техническим требованиям минимальное временное сопротивление по техническим требованиям 0,5 ,i ав 5 V ударная вязкость Шарпи в трубе в поперечном направлении V то же, в продольном направлении.